首发抑郁症患者脑动态功能连接与临床特征及认知功能的相关性

发布时间：2020-07-18 16:19

【摘要】：背景和目的抑郁症是一种常见的心境障碍性疾病,以情绪低落、思维迟缓、认知行为障碍为主要临床特征。抑郁症发病率较高,易复发,对患者的身心健康及社会行为能力造成伤害。目前抑郁症的发病机制尚未完全清楚,神经影像学领域通过多种成像技术发现抑郁症患者脑结构及功能发生改变。动态功能连接(dynamic functional connectivity,dFC)是一种新兴的研究技术,能够在更短的时间尺度上研究脑功能连接(functional connectivity,FC)动态变化。本研究以成组独立成分分析(group independent component analysis,Group ICA)为基础,采用滑动时间窗口技术结合聚类分析的方法,研究首发未用药抑郁症患者在不同状态下dFC及其与抑郁症临床特征及认知功能的相关性。材料与方法本研究共收集184例首发未用药抑郁症患者和129例性别、年龄、受教育年限匹配的健康对照。利用GE Discovery 750 3.0 T磁共振扫描仪对所有受试者进行常规MR序列及静息态功能磁共振成像(functional magnetic resonance imaging,fMRI)扫描。基于MATLAB平台应用DPABI软件DPARSFA模块对静息态fMRI数据进行预处理,GIFT软件进行静息态fMRI Group ICA和dFC分析。使用SPSS20.0及GIFT软件Stats模块进行统计分析,对符合正态分布的计量资料用x±s表示,以两独立样本t检验比较两组间差异;不符合正态分布者用中位数(上、下四分位数)表示,以Mann-whitney U比较两组间的差异。将dFC指标总时间分数、平均通过时间、转换次数分别与汉密尔顿抑郁量表-17项(Hamilton rating scale for depression-17,HAMD-17)评分、病程、威斯康星卡片分类测验(Wisconsin card sorting,WSCT)及连线测验(trail marking test,TMT)各项得分进行Spearman秩相关分析。以α=0.05为检验水准。结果1、临床资料分析结果显示:抑郁症组与对照组间性别、年龄、受教育年限差异无统计学意义(P0.05),HAMD-17评分差异有统计学意义(P0.05)2、认知功能分析结果显示:(1)抑郁组与对照组间WSCT总用时间差异有统计学意义(P0.05),抑郁组总用时间高于对照组;(2)抑郁组与对照组间TMT-A完成时间差异有统计学意义(P0.05),抑郁症明显高于对照组;(3)WSCT、TMT其余各项两组间差异均无统计学意义(P0.05)3、静息态fMRI分析结果显示:(1)通过Group ICA分析从预先设置的100个独立成分(independent components,ICs)中挑选出与静息态网络(resting-state networks,RSNs)有关的37个ICs,分属于8个功能网络,分别为默认网络、突显网络、听觉网络、执行控制网络、视觉网络、语言网络、感觉运动网络和楔前叶网络;(2)按滑动时间窗口宽度为30TR、步长为1TR、聚类数为5的设置,聚类后得到5种的连接模式(state),各state所占比例分别为24%、17%、20%、22%和17%;(3)state 4抑郁组与对照组间的总时间分数和平均通过时间差异有统计学意义(P0.05),其余各state dFC指标在两组间差异均无统计学意义(P0.05);(4)抑郁组与对照组对比,在statel和state5 FC差异有统计学意义(P0.05)其余各state两组间FC差异无统计学意义(P0.05)4、将dFC 3个指标分别与HAMD-17项评分、病程、WSCT及TMT各项得分进行Spearman秩相关分析,结果显示(1)state4的总时间分数与HAMD-17项评分(r=0.174,P=0.036)病程(r=0.169,P=0.039)呈正相关;(2)statel的总时间分数与完成第一个分类应答数(r=0.232,P=0.017)正确思考时间(r=0.232 P=0.017)非持续错误数(r=0.232 P=0.017)正相关,与错误思考时间(r=-0.257,P=0.008)持续应答数(r=-0.216,P=0.027)持续错误数(r=-0.257 P=0.008)不能完成分类数(r=-0.257 P=0.008)呈负相关;(3)state 1的平均通过时间与错误应答数(r=0.231,P=0.018)完成第一个分类应答数(r=0.302,P=0.002)总应答数(r=0.226,P=0.021)正确思考时间(r=0.302,P=0.002)非持续错误数(r=0.302,P=0.002)正相关,与持续应答数(r=-0.283,P=0.003)错误思考时间(r=-0.203,P=0.038)持续错误数(r=-0.203,P=0.038)不能完成分类数(r=-0.203,P=0.038)负相关;(4)转换次数与TMT-A完成时间正相关(r=0.214,P=0.045),错误思考时间(r=-0.236,P=0.016)持续错误数(r=-0.236,P=0.016)不能完成分类数(r=-0.236,P=0.016)负相关;(5)state 3、4的dFC指标与WSCT、TMT各项得分均未显示出任何显著相关性。5、验证分析结果显示:改变滑动时间窗口宽度和聚类数,结果有较高的可重复性。结论1、首发抑郁症患者病程越长、症状越重,越倾向停留于弱功能连接模式。2、dFC的方法能够在更短时间窗口上有效识别出FC变化,且其特征指标能过够很好的反应认知行为能力。
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R749.4;R445.2
【图文】：

挑选出与RSNs相关ICs

2.2 K 均值聚类结果图 2 显示了 w=30TR，c=5 的聚类结果。按出现先后顺序进行排列，5 个矩阵图分别显示了每个聚类中心即质心的 FC 模式（state），不同 state 间具有不同的 FC 模式。5 个 state 所占比例相差不大。state1 占 24%，特征在于 DMN 内部具有很强的正性连接，DMN 与其他区域的连通性较强，有正性也有负性；state2占 17%，在 ECN、LAN、DMN 内正性连接稍强，其他区域连接较弱；state3 占20%，与 state1 类似，但 DMN 内部、DMN 与其他网络间连通性均低于 state1；state4 占 22%，其特点是全脑 FC 强度均较弱，SMN、VN 与其他网络间存在较低的负性连接；state5 占 17%，LAN 内部的正性连接较强。图.3 显示在不同 state间切换频率图和每个 state 的发生频率、停留时间的折线图。图 3a 表明，每个 state都倾向于继续保持这个状态，而不向其他 state 转换。

对照组,统计学意义,分数

16c图 4 抑郁组与对照组 dFC 指标组间差异注：*为两组间差异有统计学意义，P<0.05。在 state4 抑郁组总时间分数、平均通过时间均高于对照组

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